? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機繼電保護測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的微機繼電保護測試儀設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“微機繼電保護測試儀“高壓設備供應商而努力。

? 距離保護、差動(dòng)保護、過(guò)流保護等保護原理，多 數是利用電流、電壓輸入量中的基頻分量(即工頻分 量)來(lái)進(jìn)行計算。在發(fā)生故障時(shí)，電流和電壓輸入量 中除了基頻分量外，還有很多諧波分量，如衰減的直 流分量、高次諧波等。因此，為滿(mǎn)足保護原理的要 求，必須采用某一濾波算法濾出基頻分量。傳統的 傅里葉濾波算法是檢測到故障后，等待輸入信號的 采樣點(diǎn)達到濾波算法的數據窗長(cháng)，再開(kāi)始相量計算。 而系統發(fā)生故障后，為確保系統安全、穩定運行，要 求保護盡快正確動(dòng)作，切除故障。為實(shí)現這一目的， 在保證一定精度的前提下，可通過(guò)縮短數據窗的方 法降低保護濾波算法所需的固有時(shí)間。 本文基于文獻[1]中的兩個(gè)濾波函數，提出一種 實(shí)用的濾波算法。在保證一定的計算精度下，檢測 到故障后，以1／4周期為數據窗長(cháng)快速地進(jìn)行相量 計算(這里稱(chēng)為1／4窗相量)。該算法不僅能夠用于 故障后一周期內的快速相量計算，而且在故障一周 期后，1／4窗相量可以通過(guò)合并計算得到整窗相量 (即數據窗長(cháng)為一周期)，計算結果與在相同條件下 利用全周期傅里葉算法得到的計算結果相同。

濾波函數的選取及其頻率響應

? 在檢測到電力系統發(fā)生故障后，如果保護裝置中采用的濾波算法為固定數據窗長(cháng)，那么在故障后時(shí)間未達到該數據窗長(cháng)時(shí)，數據窗內既包含故障后 的采樣點(diǎn)，也包含故障前的采樣點(diǎn)。這樣，就會(huì )使得 收稿日期：2004 01—16；修回日期：2004—08—16。 相量計算的結果不能真實(shí)地反映故障后的電氣量， 將該結果用于保護實(shí)現時(shí)，可能會(huì )造成保護的誤動(dòng) 或拒動(dòng)，例如用于距離保護原理中的阻抗計算時(shí)，很 可能會(huì )造成超越的情況。因此，在實(shí)際工程應用中， 通常是檢測到輸入信號出現擾動(dòng)后開(kāi)始等待，直至 達到計算所需的數據窗長(cháng)，才開(kāi)始進(jìn)行相量計算。 這就決定了保護動(dòng)作時(shí)問(wèn)必定會(huì )大于該數據窗長(cháng)。 為了提高保護對故障的反應速度，縮短數據窗長(cháng)是 一可行的措施，而選取一種性能良好的濾波函數無(wú) 疑對實(shí)現短窗濾波算法是很重要的一步。

濾波函數的選取

? 本文基于文獻的討論，選取與數據窗長(cháng)有關(guān) 的三角函數作為濾波函數。 設輸入信號為z(f)，所用的數據窗長(cháng)為T(mén)w，則 在t時(shí)刻，若不考慮衰減的直流分量的影響時(shí)，分別 用于計算輸入信號相量的實(shí)部、虛部的濾波函數的 系數為：

? 相應地，為使在數據窗內相量計算結果的均方 差最小，對應的濾波函數為：

? 顯然，在所用數據窗內，X。(x。Dc)和X。(X。Dc) 構成一對正交濾波器(在下面的分析中亦可得到該 結論)。于是，輸入信號相量的幅值為：

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